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常规螺杆钻具定子衬套的热力耦合分析
  • ISSN号:1672-7207
  • 期刊名称:中南大学学报(自然科学版)
  • 时间:2013
  • 页码:2311-2317
  • 分类:TE921[石油与天然气工程—石油机械设备]
  • 作者机构:[1]西南石油大学机电工程学院,四川成都610500, [2]江汉石油钻头股份有限公司,湖北武汉430223
  • 相关基金:中国博士后科学基金特别资助项目(201104700); 国家自然科学基金资助项目(51004083)
  • 相关项目:复杂工况井高速重载牙轮钻头轴承边界润滑及损伤机理研究
作者: 韩传军|
中文摘要:

基于传热学原理,采用有限元法分析橡胶衬套的热力耦合效应,讨论衬套温升的物理机理。分析衬套的温度场分布特点及热应力应变规律;研究橡胶硬度、泊松比以及静压、转子转速、地层温度、压差对衬套温升的影响。研究结果表明:均匀温度场的温升越高,衬套的热应力和变形就越大;衬套的非均匀温度场呈椭圆形分布,温度梯度较大;衬套的温升、最大热应力及变形量随着橡胶硬度、泊松比、地层温度的增大而减小,随静压、压差的增大而增大。通过与现场失效实例对比,验证了分析结果的正确性和可靠性。

英文摘要:

Based on the heat transfer theory, the mechanism of temperature change in stator rubber lining was studied, and the coupled thermal-structure effect on stator rubber lining was analyzed with the finite element simulation. The temperature field distribution characteristics, thermal stress and strain law were analyzed. The effects of rubber hardness, Poisson ratio, static pressure, rotor speed, strata temperature and differential pressure on temperature change were studied. The results show that higher temperature leads to greater heat stress and deformation of rubber lining. The lining non-uniform temperature field is in symmetrical ellipse and there is a greater temperature gradient. The rise of temperature, the largest thermal stress and deformation decrease with the increase of the rubber hardness, Poisson ratio and strata temperature, and increase with the increase of the static pressure and differential pressure. The analysis results are proved to be correct and reliable compared with the field failure cases.

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期刊信息
  • 《中南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中南大学
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南长沙中南大学校本部
  • 邮编:410083
  • 邮箱:zngdxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88879765
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7207
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1426/N
  • 邮发代号:42-19
  • 获奖情况:
  • 首届全国优秀科技期刊评比一等奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,首届中国有色金属工业优秀科技期刊评比一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:20874